宿迁市2023-2024学年高二下学期期中考试
物理试卷
一、单项选择题（共12题，每小题4分，共计48分。每小题只有一个选项最符合题意）
1. 在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是（ ）
A. 光传感器 B. 温度传感器
C. 声传感器 D. 磁传感器
2. 下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，不能产生交变电流的是（ ）
A. B.
C D.
3. 在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。红绿灯是国际统一的交通信号灯，红灯是停止信号，绿灯是通行信号，频率为的红光，从10m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要的时间和在这个距离中的波长数分别为（ ）
A. 个 B. 个
C. 个 D. 个
4. 甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知（ ）
A. 图中连线是炭粒的运动径迹
B. 炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C. 若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大
D. 若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈
5. 2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云母（ ）
A. 是非晶体 B. 没有规则的外形
C. 有固定的熔点 D. 各向性质均相同
6. 远距离输电时，在输送总功率一定的情况下，为减少输电线上的电能损失而采取的有效的方法是（ ）
A. 提高输电电流 B. 提高输电电压 C. 提高输电线的电阻 D. 降低输电电压
7. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（ ）
A. 为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些
B. 为清晰显示油膜的边界，应该在滴入油酸酒精溶液后撒上痱子粉
C. 如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，会导致测量结果偏小
D. 为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些
8. 如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示。设两分子间距离很远时，Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是（ ）
A. 实线为图线、虚线为图线
B. 当分子间距离时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随r减小而减小
C. 乙分子从到做加速度先增大后减小加速运动，从到做加速度增大的减速运动
D. 乙分子从到的过程中，分子势能先增大后减小，在r3位置时分子势能最大
9. 人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是（ ）
A. 水滴因表面张力具有收缩趋势
B. 水滴和防水布料发生了浸润现象
C. 水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力
D. 水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定
10. 如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是（ ）
A. 在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B. 在a、b间接灵敏电流计
C. 在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D. 在a、b间电压表
11. 教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( )
A. 空气分子密集程度增大
B. 空气分子的平均动能增大
C. 空气分子的速率都增大
D 空气质量增大
12. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，交流电表作为理想电表处理，下列说法中正确的是（ ）
A. V1与A1示数乘积大于V2与A2示数乘积
B. 由于输入电压高于输出电压，所以原线圈所用的导线应当更粗
C. 当用户的用电器增加时，V1，V2，V3示数都不变
D. 当用户的用电器增加时，A1，A2示数都增大
二、非选择题（共4题，共52分，其中第14题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）
13. 在某次物理实验设计大赛中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验。
（1）甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体；
①在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是__________。
A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器
②实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，__________；
③某同学在推动活塞过程中测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是__________。
A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
④实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图所示，试判断两条等温线对应的环境温度的高低，即T1__________T2（选填“>”或“<”）。
（2）乙实验小组用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像。根据图像可知，软管中气体的体积为__________。
14. LC振荡电路中，电容，电感。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。当开关闭合时，灰尘在电容器内运动，g取10m/s2，假设灰尘始终未到达极板，求：
（1）从S闭合时开始计时，时粉尘加速度多大？
（2）如电容器两板电压最大为20V，则在前内的平均电流为多大？
15. 肺活量是指在标准大气压。 下，人一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体的体积。某高三男生用“吹气球法”粗测自己的肺活量等级。如图所示，该同学尽力吸气后，将全部气体吹入气球内并封住出气口（吹气前气球内部的空气可忽略不计）。若吹气后气球可看作半径r=10cm的球形，球内气体的压强 气体温度与环境温度 相同。 （取 绝对零度取-273 ℃）
（1）求该同学的肺活量；
（2）已知在标准状态下空气的体积 求该同学一口气吹出的空气分子数（保留3 位有效数字）。
16. 图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为，共有匝，线圈总电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以的转速绕轴匀速转动，求：
（1）从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量；
（3）外力对线圈做功的功率。
宿迁市2023-2024学年高二下学期期中考试
物理试卷 解析版
一、单项选择题（共12题，每小题4分，共计48分。每小题只有一个选项最符合题意）
1. 在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是（ ）
A. 光传感器 B. 温度传感器
C. 声传感器 D. 磁传感器
【答案】A
【解析】
【详解】在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是光传感器。
故选A。
2. 下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，不能产生交变电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．线圈转动时，线圈的磁通量一直为零，即磁通量保持不变，故线圈不产生感应电流，选项A满足题意要求；
BCD．选项BCD中的线圈都是在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中都会产生正弦式交变电流，选项BCD不满足题意要求；
故选A。
3. 在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。红绿灯是国际统一的交通信号灯，红灯是停止信号，绿灯是通行信号，频率为的红光，从10m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要的时间和在这个距离中的波长数分别为（ ）
A. 个 B. 个
C. 个 D. 个
【答案】A
【解析】
【详解】依题意，根据可得，从10m外的交通信号灯传到眼睛，大约需要的时间为
由可得，红光的波长为
可得在这个距离中的波长数为
（个）
故选A。
4. 甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知（ ）
A. 图中连线是炭粒的运动径迹
B. 炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C. 若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大
D. 若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中连线不是炭粒运动径迹，故A错误；
B．炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果，故B错误；
C．若水温相同，较大炭粒布朗运动的剧烈程度较弱，炭粒在30s始、末时刻所在位置连线的距离就较短，故甲中炭粒的颗粒较大，故C正确；
D．若炭粒大小相同，温度越高分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，故乙中水分子的热运动较剧烈，故D错误。
故选C。
5. 2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云母（ ）
A. 是非晶体 B. 没有规则的外形
C. 有固定的熔点 D. 各向性质均相同
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点、具有各向异性的特点。
故选C。
6. 远距离输电时，在输送总功率一定的情况下，为减少输电线上的电能损失而采取的有效的方法是（ ）
A. 提高输电电流 B. 提高输电电压 C. 提高输电线的电阻 D. 降低输电电压
【答案】B
【解析】
【详解】AC．在输送总功率一定的情况下，根据
可知，提高输电电流、提高输电线的电阻，输电线上损失的功率增大，不能减少输电电能损失，故AC错误；
BD．根据
可知，若提高输电线上电压，输电线上电流减小，输电线上损失的功率减小，可以减少输电电能损失，故B正确，D错误。
故选B。
7. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（ ）
A. 为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些
B. 为清晰显示油膜的边界，应该在滴入油酸酒精溶液后撒上痱子粉
C. 如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，会导致测量结果偏小
D. 为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些
【答案】D
【解析】
【详解】A．配成的油酸酒精溶液浓度低一些，每滴酒精油酸混合溶液中纯油酸的体积就少，铺在浅盘中形成的油膜的面积就小，更容易形成单层油膜，故A错误；
B．为清晰显示油膜的边界，应该先撒上痱子粉再滴入油酸酒精混合溶液，故B错误；
C．如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，那么油酸的体积偏大，根据实验原理可知，油酸分子的直径为
可知会导致测量的油酸分子的直径偏大，故C错误；
D．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些，由于轮廓采取估测法，因此方格越小误差越小，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示。设两分子间距离很远时，Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是（ ）
A. 实线为图线、虚线为图线
B. 当分子间距离时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随r减小而减小
C. 乙分子从到做加速度先增大后减小的加速运动，从到做加速度增大的减速运动
D. 乙分子从到的过程中，分子势能先增大后减小，在r3位置时分子势能最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．当分子力为零的时候，分子间势能有最小值，则由图像可知，虚线为Ep-r图线，实线为F-r图线，故A错误；
B．为平衡位置，当分子间距离时，甲、乙两分子间既有引力也有斥力，且斥力随r减小而增大，故B错误；
C．根据实线结合牛顿第二定律可知，乙分子从到做加速度先增大后减小的加速运动，此过程引力做正功，从到做加速度增大的减速运动，此过程克服斥力做功，故C正确；
D．根据虚线可知，乙分子从到的过程中，分子势能一直减小，在r3位置时分子势能不是最大，故D错误。
故选C。
9. 人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是（ ）
A. 水滴因表面张力具有收缩趋势
B. 水滴和防水布料发生了浸润现象
C. 水滴与防水布料接触层内水分子只存斥力
D. 水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定
【答案】A
【解析】
【详解】A．水滴因表面张力具有收缩趋势，故A正确；
B．水滴和防水布料不发生浸润现象，故B错误；
C．水滴与防水布料不发生浸润，接触层内水分子之间的作用表现为斥力，但同时存在分子间的引力，故C错误；
D．浸润与不浸润现象的本质是分子力的作用，不浸润现象的产生与液体和固体的性质有关，故D错误。
故选A。
10. 如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是（ ）
A. 在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B. 在a、b间接灵敏电流计
C. 在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D. 在a、b间电压表
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知，软铁芯2随着物体1向左平移，可以使线圈3的自感系数增大，同理软铁芯2随着物体1向右平移，可以使线圈3的自感系数减小，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移的变化，则应将线圈3与灵敏电流计串联后与交流电源相连，线圈自感系数的变化将使它对交变电流的感抗发生变化，从而引起电路中电流的变化，再由灵敏电流计显现出来。
故选C。
11. 教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( )
A. 空气分子密集程度增大
B. 空气分子的平均动能增大
C. 空气分子的速率都增大
D. 空气质量增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此房间内的空气质量将减少，房间体积不变，则密度减小，A错误；
B.温度升高，分子的平均动能将增大，B正确；
C.温度是分子平均动能的标志，温度升高分子平均动能增大，平均速率增大，这是统计规律，对于单个分子动能的变化则是不确定的，其速率不一定增大，C错误．
D. 压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此房间内的空气质量将减少,D错误;
故选B。
12. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，交流电表作为理想电表处理，下列说法中正确的是（ ）
A. V1与A1示数乘积大于V2与A2示数乘积
B. 由于输入电压高于输出电压，所以原线圈所用的导线应当更粗
C. 当用户的用电器增加时，V1，V2，V3示数都不变
D. 当用户的用电器增加时，A1，A2示数都增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．变压器两端的功率相等，所以V1与A1示数乘积等于V2与A2示数乘积，A错误；
B．由于输入电压高于输出电压，变压器两端的功率相等，根据可知，原线圈电流较小，原线圈所用的导线应当更细，B错误；
CD．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，所以电压表V1示数不变，V2示数不变，因为用户增多，所以R变小，根据可知副线圈电流A2示数变大，V3示数
可知示数变小，所以副线圈所接的总电阻变小，则副线圈的功率
增大，由原副线圈功率相等可得原线圈的功率增大，由
可知原线圈的电流增大，即电流表A1示数增大，故D正确，C错误。
故选D。
二、非选择题（共4题，共52分，其中第14题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）
13. 在某次物理实验设计大赛中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验。
（1）甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体；
①在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是__________。
A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器
②实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，__________；
③某同学在推动活塞的过程中测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是__________。
A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
④实验小组仅在改变环境温度条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图所示，试判断两条等温线对应的环境温度的高低，即T1__________T2（选填“>”或“<”）。
（2）乙实验小组用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像。根据图像可知，软管中气体的体积为__________。
【答案】（1） ①. BC ②. 温度不变时，气体压强与体积成反比 ③. AB ④. >
（2）V0
【解析】
【小问1详解】
[1]A．用橡皮帽堵住注射器的小孔，防止漏气，不能保证气体的温度不变，故A错误；
B．在实验操作过程中，缓慢移动活塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，有助于气体的温度不变，故B正确；
C．实验时，不要用手握注射器，能防止气体与人体发生热交换，有助于气体的温度不变，故C正确。
故选BC。
[2]若做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。
[3]根据理想气体状态方程
可得
可知，环境温度T逐渐降低，图像的斜率减小，图线向下弯曲，或者气体质量减小，C减小，图线向下弯曲。
故选AB。
[4]由图可知，当温度为T1时，气体的压强与体积的乘积大于温度为T2时气体的压强与体积的乘积，根据理想气体状态方程可知
【小问2详解】
设注射器中气体的体积为V，软管中气体的体积为V′，根据玻意耳定律得
解得
结合图像可得
14. LC振荡电路中，电容，电感。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。当开关闭合时，灰尘在电容器内运动，g取10m/s2，假设灰尘始终未到达极板，求：
（1）从S闭合时开始计时，时粉尘加速度多大？
（2）如电容器两板电压最大为20V，则在前内的平均电流为多大？
【答案】（1）20m/s2；（2）A
【解析】
【详解】（1）初始时，粉尘静止，则
振荡电路周期为
当时，LC振荡电路恰好经历半个周期，此时电容器两极板间场强的大小与初始时刻相同，方向相反，根据牛顿第二定律
解得
方向向下；
（2）电容器两板电压最大为20V，则电容器带电量最大值为
则在前内的平均电流为
15. 肺活量是指在标准大气压。 下，人一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体的体积。某高三男生用“吹气球法”粗测自己的肺活量等级。如图所示，该同学尽力吸气后，将全部气体吹入气球内并封住出气口（吹气前气球内部的空气可忽略不计）。若吹气后气球可看作半径r=10cm的球形，球内气体的压强 气体温度与环境温度 相同。 （取 绝对零度取-273 ℃）
（1）求该同学的肺活量；
（2）已知在标准状态下空气的体积 求该同学一口气吹出的空气分子数（保留3 位有效数字）。
【答案】（1）4800mL；（2）个
【解析】
【详解】（1）根据题意，设该同学的肺活量为V1，根据玻意耳定律可得
其中
联立解得
mL
（2）根据题意，设该同学一口气吹出气体在标准状态下的体积为V3，根据盖—吕萨克定律可得
该同学一次能呼出的空气分子数的物质的量为
该同学一口气吹出的空气分子数为
联立解得
个
16. 图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为，共有匝，线圈总电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以的转速绕轴匀速转动，求：
（1）从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量；
（3）外力对线圈做功的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）0.9W
【解析】
【详解】（1）线圈产生的最大感应电动势为
其中
线圈从垂直中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值
感应电流的平均值为
解得通过电阻R的电量
（3）电动势的有效值为
电流的有效值为
电路的热功率为
由能量的转化关系，可知外力对线圈做功的功率为
